JP2004342352A

JP2004342352A - Light source device

Info

Publication number: JP2004342352A
Application number: JP2003134153A
Authority: JP
Inventors: Kunikiyo Kaneko; 邦清金子
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device which can prolong the life of a light source lamp which is pulse-lighted. <P>SOLUTION: In the light source device comprising a light source lamp, a light control means for turning on or off the light source lamp, and a voltage detecting means for detecting the lamp voltage of the light source lamp, when a lamp voltage detected by the voltage detecting means exceeds a prescribed voltage previously set, the light control means reduces a current which is inputted to the light source lamp, continuing the lighting of the light source lamp. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、メタルハライドランプや水銀ランプ等のいわゆる高輝度放電ランプを用いた光源装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
光源装置の光源ランプとしては、キセノンランプやハロゲンランプが多用されているが、低コストでありながら大光量が得られることから、メタルハライドランプや水銀ランプ等のいわゆる高輝度放電ランプを用いたものもある。このような高輝度放電ランプを用いた従来の光源装置（特許文献参照）は、一般に、ランプ使用時間によってランプ寿命を一律に判断しているが、ランプの放電電極が劣化することにより、そのランプ寿命が短くなってしまう。特に、高輝度放電ランプをパルス点灯させる光源装置では、パルス点灯中に定格電流以上の大電流が高輝度放電ランプの電極間を流れて該電極を通常点灯（交流点灯、直流点灯）時よりも摩耗させるため、高輝度放電ランプのランプ寿命は極端に短くなってしまう。また、定格電流以上の大電流が高輝度放電ランプの電極間を流れると、該電極間に加わるランプ電圧も極端に上昇するため、高輝度放電ランプが過電力入力状態になりやすい。
【０００３】
【特許文献】
特開２０００−０６５９６５号公報
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、パルス点灯される光源ランプの寿命を延ばすことが可能な光源装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、点灯時（特にパルス点灯時）に光源ランプの電極に入力される電流を制限することにより、該光源ランプの電極劣化及びランプ電圧上昇を抑制し、そのランプ寿命を延長させるものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、光源ランプと、この光源ランプを点灯及び消灯させる点灯制御手段と、光源ランプのランプ電圧を検出する電圧検出手段とを備え、この電圧検出手段によって検出されたランプ電圧が予め設定された規定電圧を超えると、点灯制御手段が光源ランプに入力される電流を低減して光源ランプの点灯を継続させることを特徴としている。
【０００７】
上記構成によれば、ランプ電圧が規定電圧を超えると光源ランプに入力される電流（ランプ電流）が低減されるので、光源ランプのランプ電圧も低下し、光源ランプの過電力入力状態を防止することができる。よって、光源ランプをパルス点灯させる際にも、光源ランプのパルス点灯を安全な状態で続行させることができ、ランプ寿命が延びる。また、ランプ電流が低減すれば、光源ランプの電極への負荷も軽減されるので、パルス点灯による電極劣化が抑えられる。これによっても、光源ランプのランプ寿命を延ばすことができる。
【０００８】
点灯制御手段は、光源ランプのブーストタイミングを定めるランプ電流制御信号を出力する第１制御手段と、入力したランプ電流制御信号の大きさに応じて光源ランプへの入力電流を増減させて、光源ランプをパルス点灯させる第２制御手段とを備え、電圧検出手段によって検出されたランプ電圧が規定電圧に達する毎に、第１制御手段から出力するランプ電流制御信号の大きさを小さくすることが好ましい。具体的には、スイッチング動作により光源ランプへの入力電流を生じさせるスイッチング電源部を光源装置に備え、第２制御手段は、電流制御信号に同期させてスイッチング電源部をスイッチング動作させることにより、光源ランプへの入力電流を増減させることが好ましい。
【０００９】
規定電圧は、光源ランプの定格電圧よりも高く、且つ、光源ランプの寿命電圧よりも低く設定されることが実際的である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。本明細書中では、図示した回路構成要素において、ロー（グランド）レベルの電圧を論理値“Ｌ”、ハイレベルの電圧を論理値“Ｈ”とする。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による光源装置の主要構成を示すブロック図である。本光源装置１に備えられる光源ランプ２は、メタルハライドランプや水銀ランプ等のいわゆる高輝度放電ランプである。光源ランプ２は、図２に示すように外管となるランプバルブ２ａとランプバルブ２ａに嵌めた口金２ｂを備え、このランプバルブ２ａ内に、発光物質（水銀、アルゴンガス、金属ハロゲン化物質など）を封入した発光管や該発光管の両端に挿入した一対の放電電極などを収容している。この光源ランプ２は、口金２ｂを介してランプホルダ３に装着され、反射ミラー４と組み合わせて使用することができる。光源ランプ２から発せられた光は、反射ミラー４によって反射され、図２に示される集光ポイントＰに集められて外方に射出される。反射ミラー４はランプホルダ３に取り付けられている。
【００１２】
光源装置１は、装置全体の動作を総括する制御手段としてマイコン１０を備えている。マイコン１０には、スイッチ手段として、光源装置１の外面の操作パネルに設けられた、主電源をオン／オフ操作する電源スイッチＳＷＭと、光源ランプ２の点灯／消灯を操作するランプスイッチＳＷＬが接続されている。マイコン１０は、電源スイッチＳＷＭのオンによりＡＣ／ＤＣ電源５から電力供給を受けて起動し、ランプスイッチＳＷＬのスイッチ状態を検知する。ＡＣ／ＤＣ電源５は、ＡＣ電源ラインＶの電圧を定電圧Ｖｍに変換し、この定電圧Ｖｍをマイコン１０に供給する。またマイコン１０には、光源ランプ２を点灯又は消灯させるランプ点灯用電源回路６と、パルス点灯制御用のランプ電流制御信号をＤ／Ａ変換してランプ点灯用電源回路６に出力するＤ／Ａ変換回路７とがそれぞれ接続されている。
【００１３】
図３は、ランプ点灯用電源回路６の回路構成の一例を示すブロック図である。ランプ点灯用電源回路６には、スイッチ部材ＳＷ、整流平滑回路６１、スイッチング回路６２、絶縁トランス６３、イグナイタ（始動器）６５、イグナイタ起動回路６６、電圧モニタ６７及びパルス点灯制御回路６８が備えられている。
【００１４】
スイッチ部材ＳＷは、マイコン１０から出力されるランプ点灯要求信号“Ｈ”“Ｌ”に応じて開閉する。マイコン１０は、ランプスイッチＳＷＬのスイッチ状態を検知し、ランプスイッチＳＷＬのオン状態ではランプ点灯要求信号“Ｈ”、オフ状態ではランプ点灯要求信号“Ｌ”を出力する。本実施形態では、ランプ点灯要求信号“Ｈ”が出力されたときに、スイッチ部材ＳＷが閉じてランプ点灯用電源回路６と光源ランプ２を電気的に接続し、ランプ点灯要求信号“Ｌ”が出力されたときに、スイッチ部材ＳＷが開いてランプ点灯用電源回路６と光源ランプ２の接続を遮断する。すなわち、ランプ点灯用電源回路６は、ランプ点灯要求信号“Ｈ”により動作開始し、ランプ点灯要求信号“Ｌ”により動作停止する。
【００１５】
整流平滑回路６１はＡＣ電源ラインＶに接続されていて、ＡＣ電源ラインＶからの電圧は整流平滑回路６１により整流された後、スイッチング回路６２を介して絶縁トランス６３の一次側へ供給される。
【００１６】
スイッチング回路６２はＤＣ／ＤＣコンバータとして機能するもので、このスイッチング回路６２の高速スイッチング動作により、絶縁トランス６３の二次側に高周波交流電圧が発生する。スイッチング回路６２は、主電源がオンされている間（ＡＣ電源ラインＶからの電圧が整流平滑回路６１を介して供給されている間）は常時スイッチング動作を行なう。より具体的には、光源ランプ２を通常点灯（一定光量で点灯）させる場合に図４（ｂ）の通常点灯用タイミングでスイッチング動作し、光源ランプ２をパルス点灯させる場合には図５（ｂ）のパルス点灯用タイミングでスイッチング動作する。パルス点灯用タイミングは、通常点灯用タイミングよりもオン時間が長く、オフ時間が短くなっている。
【００１７】
上記整流平滑回路６１、スイッチング回路６２及び絶縁トランス６３は、光源ランプ２への入力電流（ランプ電流Ｉｒ）を生じさせる安定化電源（スイッチング電源）として機能する。
【００１８】
イグナイタ６５は、絶縁トランス６３の二次側と光源ランプ２の負極側との間に接続されていて、イグナイタ起動回路６６を介して起動されると、光源ランプ２の放電電極間（正負電極間）に絶縁破壊を生じさせるパルス電圧を光源ランプ２の負極側に印加する。このパルス電圧印加により光源ランプ２の放電電極間に絶縁破壊が生じると、絶縁トランス６３側から電流（ランプ電流）が流れ出し、光源ランプ２が点灯（放電、発光）する。イグナイタ起動回路６６は、マイコン１０からランプ点灯要求信号“Ｈ”を入力したときイグナイタ６５を起動させる。
【００１９】
電圧モニタ６７は、光源ランプ２の放電電極間電圧をランプ電圧Ｖｒ’として常時検出し、該ランプ電圧Ｖｒ’が所定の基準電圧Ｖｒｅｆを超えたときにランプ電圧検出信号をマイコン１０に出力する。この電圧モニタ６７は、分圧器７０、コンパレータ７１、基準電源７２、ＡＮＤ素子７３、ランプ電流検出抵抗７４、トランジスタ７５及びフォトカプラ７６を備えている。
【００２０】
分圧器７０は、絶縁トランス６３の二次側及び光源ランプ２に対して並列に接続された２つの抵抗７０ａ、７０ｂから構成され、光源ランプ２のランプ電圧Ｖｒをランプ電圧Ｖｒ’として取り出す。このランプ電圧Ｖｒ’は、実際のランプ電圧Ｖｒの（１／Ｎ）倍（Ｎ；実数、Ｎ＞０）に相当する。コンパレータ７１は、＋側入力端子が分圧器７０の抵抗７０ａ、７０ｂ間（図３に示す位置Ａ）に接続され、−側入力端子が基準電源７２に接続されていて、＋側入力端子から入力したランプ電圧Ｖｒ’と−側入力端子から入力した基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して該比較結果を出力する。基準電圧Ｖｒｅｆは、光源ランプ２の点灯をそのまま継続させたとき該光源ランプ２がランプ寿命に達するか否かを判断するための電圧値である。この基準電圧Ｖｒｅｆは、光源ランプ２の定格電圧値よりも高く、且つ、ランプ寿命とみなせる基準電圧値（光源ランプ２の定格電圧よりも所定の割合だけ高い電圧値）よりも低く設定した基準電圧値の（１／Ｎ）倍（Ｎ；実数、Ｎ＞０）に相当する。
【００２１】
ＡＮＤ素子７３は、コンパレータ７１の出力とランプ電流検出抵抗７４に発生した電圧との論理積を演算し、この演算結果をトランジスタ７５へ出力する。ランプ電流検出抵抗７４は、分圧器７０とイグナイタ６５の間に設けられていて、ランプ電流Ｉｒがこのランプ電流検出抵抗７４に流れることによって、該ランプ電流検出抵抗７４の両端に電圧が生じる。このランプ電流検出抵抗７４は、さらにマイコン１０に接続され、光源ランプ２の点灯状態又は消灯状態を示す点灯状態信号“Ｈ”、“Ｌ”をマイコン１０に出力する。すなわち、光源ランプ２が点灯しているときに、ランプ電流検出抵抗７４にランプ電流Ｉｒが流れて点灯状態信号“Ｈ”が出力され、光源ランプ２が消灯しているときに、ランプ電流検出抵抗７４にランプ電流Ｉｒが流れず、点灯状態信号は“Ｌ”となる。
【００２２】
トランジスタ７５は、ＡＮＤ素子７３の出力に応じてオンまたはオフし、このトランジスタ７５の出力に応じてフォトカプラ７６がオンまたはオフする。フォトカプラ７６の出力端はマイコン１０に接続されている。このフォトカプラ７６により電圧モニタ６７側とマイコン１０側は絶縁され、ＡＮＤ素子７３の出力が電気的に絶縁された状態でマイコン１０に伝達される。上述のランプ電圧検出信号はフォトカプラ７６の出力である。
【００２３】
本実施形態では、光源ランプ２が消灯しているとき、ランプ電流検出抵抗７４にランプ電流Ｉｒが流れず、ＡＮＤ素子７３にはランプ電流検出抵抗７４側から“Ｌ”が入力される。よって、ＡＮＤ素子７３の出力はコンパレータ７１側の入力にかかわらず“Ｌ”となり、トランジスタ７５及びフォトカプラ７６はオフ状態で保持される。この消灯状態から光源ランプ２が点灯すると、ランプ電流検出抵抗７４にランプ電流Ｉｒが流れ、分圧器７０を介してランプ電圧Ｖｒ’が検出される。このとき、ランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆ未満であれば、ＡＮＤ素子７３にコンパレータ７１側から“Ｌ”、ランプ電流検出抵抗７４側から“Ｈ”が入力されるので、ＡＮＤ素子７３の出力は“Ｌ”であり、トランジスタ７５及びフォトカプラ７６はオフ状態で保持される。すなわち、ランプ電圧検出信号は出力されない。
【００２４】
一方、ランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆを超えていれば、ＡＮＤ素子７３にコンパレータ７１側から“Ｈ”、ランプ電流検出抵抗７４側から“Ｈ”が入力され、ＡＮＤ素子７３の出力は“Ｈ”となる。ＡＮＤ素子７３の出力が“Ｈ”になると、トランジスタ７５がオンし、フォトカプラ７６がオンしてランプ電圧検出信号が出力される。フォトカプラ７６のオン状態の間は、該フォトカプラ７６からマイコン１０にランプ電圧検出信号が出力される。
【００２５】
パルス点灯制御回路６８は、Ｄ／Ａ変換回路７、スイッチング回路６２及び電流検出抵抗７４に接続されていて、Ｄ／Ａ変換回路７を介してマイコン１０から入力したランプ電流制御信号（ブーストタイミング信号）に基づき、光源ランプ２のパルス点灯動作を制御する。このパルス点灯制御回路６８としては例えば、＋側入力端子が電圧検出抵抗７４に接続され、−側入力端子がＤ／Ａ変換回路７の出力側に接続され、出力端子がスイッチング回路６２に接続されたコンパレータを用いることができる。
【００２６】
パルス点灯制御回路６８は、ランプ電流制御信号“Ｈ”を入力していない場合（図４（ａ）に示すようにランプ電流制御信号が“Ｌ”である場合）、スイッチング回路６２のスイッチング動作に関与しない。このとき、スイッチング回路６２は図４（ｂ）の通常点灯用タイミングでスイッチング動作を行ない、光源ランプ２は図４（ｃ）に示すように一定光量で点灯（通常点灯）する。
【００２７】
パルス点灯制御回路６８は、通常点灯状態で図５（ａ）に示すランプ電流制御信号“Ｈ”を入力すると、ランプ電流制御信号“Ｈ”に同期させてスイッチング回路６２のスイッチング動作を制御する。すなわち、ランプ電流制御信号“Ｈ”を入力している期間だけスイッチング回路６２のオン時間を延長させる。これにより、スイッチング回路６２は、図５（ｂ）のパルス点灯用タイミングでスイッチング動作を行ない、この結果、図５（ｃ）に示されるようにランプ電流Ｉｒが増減して光源ランプ２はパルス点灯する。
【００２８】
本実施形態では、図４及び図５に示すように、入力したランプ電流制御信号“Ｈ”の電圧値（Ｖ）と、スイッチング回路６２のスイッチング動作により得られるランプ電流値（Ａ）とがそれぞれ１：１で対応するように、パルス点灯制御回路６８がスイッチング回路６２のスイッチング動作を制御している。このスイッチング制御動作は、光源ランプ２が点灯している間、継続される。
【００２９】
そして、光源ランプ２が消灯されると（点灯状態信号“Ｌ”を入力すると）、パルス点灯制御回路６８はスイッチング回路６２のスイッチング動作を開放する。これにより、スイッチング回路６２は、図４（ｂ）に示す通常点灯用タイミングでスイッチング動作を継続する。
【００３０】
以上の全体構成を有する光源装置１では、パルス点灯中に電圧モニタ６７からランプ電圧検出信号が出力されると、マイコン１０がランプ電流制御信号の信号振幅（最大電圧値）を小さくし、パルス点灯制御回路６８を介してランプ電流Ｉｒの最大値を低減させる。ランプ電流Ｉｒが低減されると、光源ランプ２の電極間に加わるランプ電圧が低下し、光源ランプ２に対して過電力入力とならずに、光源ランプ２のパルス点灯を安全な状態で続行させることが可能である。
【００３１】
具体的にマイコン１０は、光源ランプ２のパルス点灯中において、ランプ電圧検出信号が出力されていないとき（ランプ電圧Ｖｒ≦基準電圧Ｖｒｅｆ）は、第１のブーストタイミングで最大電圧値５Ｖと最小電圧値１Ｖとに切り換わる第１ランプ電流制御信号（図６）を出力し、ランプ電圧検出信号が出力されたら（ランプ電圧Ｖｒ＞基準電圧Ｖｒｅｆ）第２のブーストタイミングで最大電圧値３Ｖと最小電圧値１Ｖとに切り換わる第２ランプ電流制御信号（図７）を出力する。上述したように本実施形態では、ランプ電流制御信号の最大電圧値及び最小電圧値（Ｖ）と、ランプ電流Ｉｒの最大電流値及び最小電流値（Ａ）とを１：１で対応させているので、ランプ電流制御信号の最大電圧値を低減させると、これに伴い、ランプ電流Ｉｒの最大電流値も減少する。第１及び第２ランプ電流制御信号の最大電圧値、最小電圧値や周波数等は予め設定された固定値であり、これらはマイコン１０のメモリ内にデータテーブルとして格納されている。
【００３２】
次に、図８を参照して、光源装置１の使用方法について説明する。
【００３３】
先ず、使用者は、電源スイッチＳＷＭをオンする（Ｓ１）。すると、外部ＡＣ電源に接続された電源ラインＶから電源供給が開始され、ＡＣ／ＤＣ電源５からの定電圧Ｖｍを受けてマイコン１０が起動すると共に、スイッチング回路６２が通常点灯用タイミングでスイッチング動作を開始する。このスイッチング動作により、絶縁トランス６３の２次側には高周波交流電圧が発生する。マイコン１０が起動してからランプスイッチＳＷＬがオンされるまでの初期状態では、ランプ点灯要求信号、点灯状態信号、ランプ電圧検出信号及びランプ電流制御信号がいずれも“Ｌ”となっており、ランプ点灯用電源回路６のスイッチ部材ＳＷは開いている。
【００３４】
次に、使用者は、ランプスイッチＳＷＬをオンする（Ｓ３）。すると、マイコン１０がランプ点灯要求信号を“Ｌ”から“Ｈ”に切り換え（Ｓ５）、このランプ点灯要求信号“Ｈ”により、スイッチ部材ＳＷが閉じて光源ランプ２とランプ点灯用電源回路６が接続され、該ランプ点灯用電源回路６が起動する（Ｓ７）。これと同時に、ランプ点灯用電源回路６のイグナイタ起動回路６６がイグナイタ６５を起動させ、起動したイグナイタ６５によって、光源ランプ２の放電電極間に絶縁破壊を生じさせる高電圧パルスが光源ランプ２の負極側に印加される。この高電圧パルス印加により、光源ランプ２の放電電極間に絶縁破壊が生じて、絶縁トランス６３側から電流（ランプ電流Ｉｒ）が光源ランプ２の放電電極間を流れ、光源ランプ２の通常点灯が開始される（Ｓ９）。
【００３５】
光源ランプ２が点灯を開始すると、ランプ電流Ｉｒの一部がランプ電流検出抵抗７４を流れ、該ランプ電流検出抵抗７４からマイコン１０及びパルス点灯制御回路６８に点灯状態信号“Ｈ”が出力される（Ｓ１１）。また、光源ランプ２及びその周辺部の温度が上昇し、この温度上昇に伴って光源ランプ２のランプ電圧Ｖｒも徐々に上昇する。光源ランプ２の通常点灯中、電圧モニタ６７は光源ランプ２の放電電極間電圧Ｖｒをランプ電圧Ｖｒ’として常時検出し、検出したランプ電圧Ｖｒ’と、光源ランプ２がランプ寿命に達するか否かを判断するための基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する（Ｓ１３）。この基準電圧Ｖｒｅｆは、光源ランプ２の定格電圧値よりも高く、且つ、ランプ寿命とみなせる基準電圧値（光源ランプ２の定格電圧よりも所定の割合だけ高い電圧値）よりも低く設定した基準電圧値の（１／Ｎ）倍（Ｎ；実数、Ｎ＞０）に相当する。
【００３６】
そして、電圧モニタ６７により検出されたランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆを超えていれば（Ｓ１３；Ｎ）、ＡＮＤ素子７３の出力が“Ｈ”となり、トランジスタ７５及びフォトカプラ７６がオンして、該フォトカプラ７６からマイコン１０へランプ電圧検出信号が出力される（Ｓ４３）。マイコン１０は、ランプ電圧検出信号を入力したことを検知し（Ｓ４５）、ランプ点灯要求信号を“Ｈ”から“Ｌ”に切り換える（Ｓ２７）。ランプ点灯要求信号が“Ｌ”になると、スイッチ部材ＳＷが開いて光源ランプ２とランプ点灯用電源回路６の間が開放され、光源ランプ２の放電が停止する（Ｓ２９）。すなわち、光源ランプ２が消灯する。これにより、ランプ電流Ｉｒはランプ電流検出抵抗７４を流れなくなり、点灯状態信号も“Ｈ”から“Ｌ”に切り換わる。
【００３７】
一方、電圧モニタ６７により検出されたランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆ以下であれば（Ｓ１３；Ｙ）、フォトカプラ７６はオフし、ランプ電圧検出信号は出力されない（Ｓ１５）。マイコン１０は、ランプ電圧検出信号を入力していないことを検知して（Ｓ１７）、第１ランプ電流制御信号を出力する（Ｓ１９）。この第１ランプ電流制御信号は、Ｄ／Ａ変換回路７にてアナログ信号に変換された後、ランプ点灯用電源回路６のパルス点灯制御回路６８へ出力される。
【００３８】
パルス点灯制御回路６８は、点灯状態信号“Ｈ”を入力している状態でさらに第１ランプ電流制御信号を入力すると、該第１ランプ電流制御信号に同期したパルス点灯用タイミングでスイッチング回路６２をスイッチング動作させる。このスイッチング動作により、ランプ電流Ｉｒが増減して光源ランプ２の点灯状態が通常点灯からパルス点灯に切り換わる（Ｓ２１）。本実施形態では、図６に示すように、第１ランプ電流制御信号の最大電圧値、最小電圧値がそれぞれ５Ｖ、１Ｖに設定されており、この第１ランプ電流制御信号に同期してスイッチング回路６２がスイッチング動作すると、上記最大電圧値５Ｖ、最小電圧値１Ｖにそれぞれ対応して５Ａ、１Ａのランプ電流Ｉｒが流れるように制御している。
【００３９】
パルス点灯中は、光源ランプ２の定格電流以上の大電流が光源ランプ２の放電電極間に流れるため、該放電電極が劣化しやすく、この電極劣化により放電電極間に加わるランプ電圧が上昇しやすい傾向にある。このパルス点灯中も、電圧モニタ６７は、光源ランプ２のランプ電圧Ｖｒ’を検出し、該ランプ電圧Ｖｒ’と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する（Ｓ２３）。
【００４０】
パルス点灯制御中、電圧モニタ６７により検出されたランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆ以下であれば（Ｓ２３；Ｙ）、ランプスイッチＳＷＬがオフされるまでの間、第１ランプ電流制御信号に基づいて光源ランプ２のパルス点灯が続行される（Ｓ２５；Ｎ）。
【００４１】
使用者は、所望時間だけ光源ランプ２をパルス点灯させたら、ランプスイッチＳＷＬをオフする。ランプスイッチＳＷＬがオフされると（Ｓ２５；Ｙ）、マイコン１０がランプ点灯要求信号を“Ｈ”から“Ｌ”に切り換え（Ｓ２７）、光源ランプ２が消灯される（Ｓ２９）。光源ランプ２が消灯すると、点灯状態信号が“Ｈ”から“Ｌ”に切り換わる。これにより、パルス点灯制御回路６８はスイッチング回路６２のスイッチング動作を開放し、スイッチング回路６２は通常点灯用タイミングでスイッチング動作を継続する。
【００４２】
一方、パルス点灯制御中に電圧モニタ６７により検出されたランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆを超えれば（Ｓ２３；Ｎ）、フォトカプラ７６がオンしてランプ電圧検出信号を出力する（Ｓ３１）。マイコン１０は、ランプ電圧検出信号を入力したことを検知し（Ｓ３３）、第１ランプ電流制御信号よりも信号振幅（最大電圧値）の小さい第２ランプ電流制御信号を出力する（Ｓ３５）。第２ランプ電流制御信号は、Ｄ／Ａ変換回路７にてアナログ信号に変換された後、ランプ点灯用電源回路６のパルス点灯制御回路６８へ出力される。パルス点灯制御回路６８は、点灯状態信号“Ｈ”を入力している状態でさらに第２ランプ電流制御信号を入力すると、該第２ランプ電流制御信号に同期したパルス点灯用タイミングでスイッチング回路６２をスイッチング動作させ、これにより、第１パルス点灯制御時（Ｓ２１）よりも光源ランプ２に入力されるランプ電流Ｉｒの最大値を低減して光源ランプ２をパルス点灯させる（Ｓ３７）。
【００４３】
本実施形態では、図７に示すように、第２ランプ電流制御信号の最大電圧値、最小電圧値がそれぞれ３Ｖ、１Ｖに設定されており、この第２ランプ電流制御信号に同期してスイッチング回路６２がスイッチング動作すると、上記最大電圧値３Ｖ、最小電圧値１Ｖにそれぞれ対応して３Ａ、１Ａのランプ電流Ｉｒが流れるように制御している。このように第２パルス点灯制御時（Ｓ３７）に流れるランプ電流Ｉｒの最大値３Ａは、第１パルス点灯制御時（Ｓ２１）に流れるランプ電流の最大値５Ａよりも小さく設定されている。よって、第１パルス点灯制御から第２パルス点灯制御に切り換えられると（Ｓ２３；Ｎ、Ｓ３１〜Ｓ３７）、光源ランプ２に入力されるランプ電流Ｉｒの最大値が小さくなり、この結果、光源ランプ２のランプ電圧Ｖｒが低減されて、安定な状態で光源ランプ２のパルス点灯を継続させることができる。
【００４４】
上記第２パルス点灯制御中も電圧モニタ６７は光源ランプ２のランプ電圧Ｖｒ’を検出し、該検出したランプ電圧Ｖｒ’を基準電圧Ｖｒｅｆと比較する（Ｓ３９）。このとき、光源ランプ２のランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆに再度達していれば（Ｓ３９；Ｎ）、フォトカプラ７６からランプ電圧検出信号が出力される（Ｓ４３）。このランプ電圧検出信号はマイコン１０によって検知され（Ｓ４５）、該マイコン１０は、ランプ点灯要求信号を“Ｈ”から“Ｌ”に切り換え（Ｓ２７）、光源ランプ２を消灯する（Ｓ２９）。一方、光源ランプ２のランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆ以下であれば（Ｓ３９；Ｙ）、ランプスイッチＳＷＬがオフされるまでの間、第２ランプ電流制御信号に基づいて光源ランプ２のパルス点灯制御が継続される（Ｓ４１；Ｎ）。使用者は、所望時間だけ光源ランプ２をパルス点灯させたら、ランプスイッチＳＷＬをオフする。ランプスイッチＳＷＬがオフされると（Ｓ２５；Ｙ）、マイコン１０がランプ点灯要求信号を“Ｈ”から“Ｌ”に切り換え（Ｓ２７）、光源ランプ２を消灯する（Ｓ２９）。
【００４５】
以上のように本実施形態では、第１パルス点灯制御中に光源ランプ２のランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧Ｖｒｅｆを超えると（ランプ電圧Ｖｒ’が寿命電圧に達する前に）、マイコン１０が第１ランプ電流制御信号よりも信号振幅（最大電圧値）の小さい第２ランプ電流制御信号に出力し、パルス点灯制御回路６８を介してランプ電流Ｉｒの最大値を低減させるので、光源ランプ２のランプ電圧も低下し、光源ランプ２に対して過電力入力とならずに光源ランプ２のパルス点灯を安全な状態で続行させることができる。このようにランプ電流Ｉｒを低減させて光源ランプ２のパルス点灯を続行させれば、ランプ電流Ｉｒを低減させずにパルス点灯を実行した場合よりも光源ランプ２のランプ寿命が延び、パルス点灯途中で光源ランプ２が点灯しなくなってしまう事態も少なくなる。またランプ電流Ｉｒが低減すれば、光源ランプ２の電極への負荷が軽減されるので、パルス点灯による電極劣化が抑えられ、これによっても光源ランプ２のランプ寿命を延ばすことができる。
【００４６】
本実施形態では、第２パルス点灯制御中にランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧を超えたときに光源ランプ２を消灯させているが、第２ランプ電流制御信号よりも信号振幅がさらに小さいランプ電流制御信号を出力して光源ランプ２のパルス点灯を続行させることも可能である。すなわち、ランプ電圧Ｖｒ’が基準電圧を超える毎にランプ電流制御信号の信号振幅を段階的に小さくして、ランプ電流Ｉｒを低減させていき、最終的に光源ランプ２が消灯するという態様であってもよい。マイコン１０は、これらランプ電流制御信号を、そのブーストタイミング及び信号振幅（最大電圧値、最小電圧値）のデータテーブルとして備えていることが望ましい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の光源装置によれば、光源ランプのランプ電圧が予め設定された基準電圧を超えると、光源ランプに入力されるランプ電流を低減して該光源ランプのパルス点灯を続行させるので、光源ランプの寿命を効果的に延ばすことができると共に、光源ランプへの過電力入力が起こらず光源ランプを安定に点灯させることができる。またランプ電流が低減されるので、光源ランプの電極への負荷が軽減され、該電極劣化による光源ランプの短寿命化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光源装置の主要構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光源ランプを示す模式図である。
【図３】図１に示すランプ点灯用電源回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】光源ランプを通常点灯させている場合のタイミングチャートであり、（ａ）ランプ電流制御信号、（ｂ）スイッチング回路のスイッチング動作、（ｃ）光源ランプの光量（ランプ電流）をそれぞれ示している。
【図５】光源ランプをパルス点灯させている場合のタイミングチャートであり、（ａ）ランプ電流制御信号、（ｂ）スイッチング回路のスイッチング動作、（ｃ）光源ランプの光量（ランプ電流）をそれぞれ示している。
【図６】第１ランプ電流制御信号とランプ電流の関係を示すタイミングチャートである。
【図７】第２ランプ電流制御信号とランプ電流の関係を示すタイミングチャートである。
【図８】図１に示す光源装置の点灯動作の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１光源装置
２光源ランプ
５ＡＣ／ＤＣ電源
６ランプ点灯用電源回路
７Ｄ／Ａ変換回路
１０マイコン（第１制御手段）
６１整流平滑回路
６２スイッチング回路
６３絶縁トランス
６５イグナイタ
６６イグナイタ起動回路
６７電圧モニタ
６８パルス点灯制御回路（第２制御手段）
７０分圧器
７１コンパレータ
７２基準電源
７３ＡＮＤ素子
７４ランプ電流検出抵抗
７５トランジスタ
７６フォトカプラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source device using a so-called high-intensity discharge lamp such as a metal halide lamp and a mercury lamp.
[0002]
[Prior art and its problems]
Xenon lamps and halogen lamps are widely used as light source lamps for light source devices.However, since high-intensity light can be obtained at low cost, so-called high-intensity discharge lamps such as metal halide lamps and mercury lamps are also used. is there. A conventional light source device using such a high-intensity discharge lamp (see Patent Document) generally determines the lamp life uniformly based on the lamp usage time. However, the deterioration of the discharge electrode of the lamp causes the lamp to deteriorate. Life will be shortened. In particular, in a light source device for pulse-lighting a high-intensity discharge lamp, a large current greater than the rated current flows between the electrodes of the high-intensity discharge lamp during pulse-lighting, and the electrodes are turned on more than during normal lighting (AC lighting, DC-lighting). Due to wear, the lamp life of the high-intensity discharge lamp becomes extremely short. Further, when a large current equal to or larger than the rated current flows between the electrodes of the high-intensity discharge lamp, the lamp voltage applied between the electrodes also increases extremely, so that the high-intensity discharge lamp is likely to enter an overpower input state.
[0003]
[Patent Document]
JP 2000-065965 A
[0004]
[Object of the invention]
An object of the present invention is to provide a light source device capable of extending the life of a light source lamp that is pulse-lit.
[0005]
Summary of the Invention
The present invention limits the current input to the electrodes of a light source lamp during lighting (particularly during pulse lighting), thereby suppressing electrode deterioration and lamp voltage rise of the light source lamp and extending the lamp life. is there.
[0006]
That is, the present invention includes a light source lamp, lighting control means for turning on and off the light source lamp, and voltage detecting means for detecting a lamp voltage of the light source lamp, and the lamp voltage detected by the voltage detecting means is determined in advance. When the specified voltage is exceeded, the lighting control means reduces the current input to the light source lamp to continue lighting of the light source lamp.
[0007]
According to the above configuration, when the lamp voltage exceeds the specified voltage, the current (lamp current) input to the light source lamp is reduced, so that the lamp voltage of the light source lamp is also reduced, and an overpower input state of the light source lamp is prevented. be able to. Therefore, even when the light source lamp is pulse-lit, the pulse lighting of the light source lamp can be continued in a safe state, and the lamp life is extended. Further, when the lamp current is reduced, the load on the electrodes of the light source lamp is also reduced, so that electrode deterioration due to pulse lighting is suppressed. This can also extend the lamp life of the light source lamp.
[0008]
The lighting control unit includes a first control unit that outputs a lamp current control signal that determines a boost timing of the light source lamp, and an input current to the light source lamp that increases or decreases according to the magnitude of the input lamp current control signal. And a second control unit for pulsating the lamp, and it is preferable to reduce the magnitude of the lamp current control signal output from the first control unit each time the lamp voltage detected by the voltage detection unit reaches a specified voltage. Specifically, the light source device is provided with a switching power supply unit that generates an input current to the light source lamp by a switching operation, and the second control unit performs the switching operation of the switching power supply unit in synchronization with the current control signal to thereby control the light source. It is preferable to increase or decrease the input current to the lamp.
[0009]
It is practical that the specified voltage is set higher than the rated voltage of the light source lamp and lower than the lifetime voltage of the light source lamp.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, in the illustrated circuit components, a low (ground) level voltage is a logical value “L”, and a high level voltage is a logical value “H”.
[0011]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of a light source device according to an embodiment of the present invention. The light source lamp 2 provided in the light source device 1 is a so-called high-intensity discharge lamp such as a metal halide lamp or a mercury lamp. As shown in FIG. 2, the light source lamp 2 includes a lamp bulb 2a serving as an outer tube and a base 2b fitted to the lamp bulb 2a, and a luminescent substance (mercury, argon gas, metal halide substance, etc.) ) And a pair of discharge electrodes inserted at both ends of the arc tube. The light source lamp 2 is mounted on a lamp holder 3 via a base 2b, and can be used in combination with a reflection mirror 4. The light emitted from the light source lamp 2 is reflected by the reflection mirror 4, collected at the light condensing point P shown in FIG. 2, and emitted outward. The reflection mirror 4 is attached to the lamp holder 3.
[0012]
The light source device 1 is provided with a microcomputer 10 as control means for controlling the overall operation of the device. A power switch SWM for turning on / off a main power supply and a lamp switch SWL for turning on / off the light source lamp 2 are provided as switch means on the operation panel on the outer surface of the light source device 1 as switch means. Have been. The microcomputer 10 is activated by receiving power supply from the AC / DC power supply 5 when the power switch SWM is turned on, and detects the switch state of the lamp switch SWL. The AC / DC power supply 5 converts the voltage of the AC power supply line V into a constant voltage Vm, and supplies the constant voltage Vm to the microcomputer 10. The microcomputer 10 includes a lamp lighting power supply circuit 6 for turning on or off the light source lamp 2, and a D / A for D / A converting a lamp current control signal for pulse lighting control and outputting the signal to the lamp lighting power supply circuit 6. The conversion circuits 7 are connected to each other.
[0013]
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a circuit configuration of the lamp lighting power supply circuit 6. The lamp lighting power supply circuit 6 includes a switch member SW, a rectifying and smoothing circuit 61, a switching circuit 62, an insulating transformer 63, an igniter (starter) 65, an igniter starting circuit 66, a voltage monitor 67, and a pulse lighting control circuit 68. ing.
[0014]
The switch member SW opens and closes in response to a lamp lighting request signal “H” “L” output from the microcomputer 10. The microcomputer 10 detects the switch state of the lamp switch SWL, and outputs a lamp lighting request signal “H” when the lamp switch SWL is on, and outputs a lamp lighting request signal “L” when the lamp switch SWL is off. In the present embodiment, when the lamp lighting request signal “H” is output, the switch member SW is closed to electrically connect the lamp lighting power supply circuit 6 and the light source lamp 2 and the lamp lighting request signal “L” is output. When the signal is output, the switch member SW is opened to cut off the connection between the lamp lighting power supply circuit 6 and the light source lamp 2. That is, the lamp lighting power supply circuit 6 starts operation by the lamp lighting request signal “H” and stops operation by the lamp lighting request signal “L”.
[0015]
The rectifying / smoothing circuit 61 is connected to the AC power supply line V. After the voltage from the AC power supply line V is rectified by the rectifying / smoothing circuit 61, it is supplied to the primary side of the insulating transformer 63 via the switching circuit 62.
[0016]
The switching circuit 62 functions as a DC / DC converter, and a high-speed switching operation of the switching circuit 62 generates a high-frequency AC voltage on the secondary side of the insulating transformer 63. Switching circuit 62 always performs a switching operation while the main power supply is on (while the voltage from AC power supply line V is being supplied via rectifying and smoothing circuit 61). More specifically, when the light source lamp 2 is normally lit (lighted at a constant light amount), the switching operation is performed at the normal lighting timing of FIG. 4B, and when the light source lamp 2 is pulsed lit, FIG. The switching operation is performed at the pulse lighting timing of ()). The pulse lighting timing has a longer on-time and a shorter off-time than the normal lighting timing.
[0017]
The rectifying and smoothing circuit 61, the switching circuit 62, and the insulating transformer 63 function as a stabilized power supply (switching power supply) that generates an input current (lamp current Ir) to the light source lamp 2.
[0018]
The igniter 65 is connected between the secondary side of the insulating transformer 63 and the negative side of the light source lamp 2, and when activated via the igniter activation circuit 66, between the discharge electrodes of the light source lamp 2 (between the positive and negative electrodes). ) Is applied to the negative electrode side of the light source lamp 2. When insulation breakdown occurs between the discharge electrodes of the light source lamp 2 due to the application of the pulse voltage, a current (lamp current) flows from the insulating transformer 63 side, and the light source lamp 2 is turned on (discharge, light emission). The igniter activation circuit 66 activates the igniter 65 when a lamp lighting request signal “H” is input from the microcomputer 10.
[0019]
The voltage monitor 67 constantly detects the voltage between the discharge electrodes of the light source lamp 2 as the lamp voltage Vr ′, and outputs a lamp voltage detection signal to the microcomputer 10 when the lamp voltage Vr ′ exceeds a predetermined reference voltage Vref. The voltage monitor 67 includes a voltage divider 70, a comparator 71, a reference power supply 72, an AND element 73, a lamp current detection resistor 74, a transistor 75, and a photocoupler 76.
[0020]
The voltage divider 70 includes two resistors 70a and 70b connected in parallel to the secondary side of the insulating transformer 63 and the light source lamp 2, and extracts the lamp voltage Vr of the light source lamp 2 as a lamp voltage Vr '. This lamp voltage Vr ′ corresponds to (1 / N) times the actual lamp voltage Vr (N: real number, N> 0). The comparator 71 has a positive input terminal connected between the resistors 70a and 70b of the voltage divider 70 (position A shown in FIG. 3), a negative input terminal connected to the reference power supply 72, and an input from the positive input terminal. The lamp voltage Vr ′ is compared with the reference voltage Vref input from the negative input terminal, and the comparison result is output. The reference voltage Vref is a voltage value for determining whether or not the light source lamp 2 reaches the lamp life when the lighting of the light source lamp 2 is continued. This reference voltage Vref is higher than the rated voltage value of the light source lamp 2 and lower than a reference voltage value that can be regarded as lamp life (a voltage value that is higher than the rated voltage of the light source lamp 2 by a predetermined ratio). It corresponds to (1 / N) times the value (N; real number, N> 0).
[0021]
The AND element 73 calculates the logical product of the output of the comparator 71 and the voltage generated at the lamp current detection resistor 74, and outputs the calculation result to the transistor 75. The lamp current detection resistor 74 is provided between the voltage divider 70 and the igniter 65. When the lamp current Ir flows through the lamp current detection resistor 74, a voltage is generated across the lamp current detection resistor 74. The lamp current detection resistor 74 is further connected to the microcomputer 10 and outputs a lighting state signal “H” or “L” indicating a lighting state or a light-off state of the light source lamp 2 to the microcomputer 10. That is, when the light source lamp 2 is turned on, the lamp current Ir flows through the lamp current detection resistor 74 to output a lighting state signal “H”. When the light source lamp 2 is turned off, the lamp current detection resistor 74 is turned off. The lamp current Ir does not flow through 74, and the lighting state signal becomes “L”.
[0022]
The transistor 75 turns on or off according to the output of the AND element 73, and the photocoupler 76 turns on or off according to the output of the transistor 75. The output terminal of the photocoupler 76 is connected to the microcomputer 10. The voltage monitor 67 side and the microcomputer 10 side are insulated by the photocoupler 76, and the output of the AND element 73 is transmitted to the microcomputer 10 in a state of being electrically insulated. The above-described lamp voltage detection signal is an output of the photocoupler 76.
[0023]
In this embodiment, when the light source lamp 2 is off, the lamp current Ir does not flow through the lamp current detection resistor 74, and “L” is input to the AND element 73 from the lamp current detection resistor 74 side. Therefore, the output of the AND element 73 becomes “L” regardless of the input on the comparator 71 side, and the transistor 75 and the photocoupler 76 are held in the off state. When the light source lamp 2 is turned on from this off state, the lamp current Ir flows through the lamp current detection resistor 74, and the lamp voltage Vr 'is detected via the voltage divider 70. At this time, if the lamp voltage Vr ′ is lower than the reference voltage Vref, “L” is input from the comparator 71 side to the AND element 73 and “H” is input from the lamp current detection resistor 74 side, so that the output of the AND element 73 is "L", and the transistor 75 and the photocoupler 76 are kept in the off state. That is, the lamp voltage detection signal is not output.
[0024]
On the other hand, if the lamp voltage Vr ′ exceeds the reference voltage Vref, “H” is input from the comparator 71 side to the AND element 73 and “H” is input from the lamp current detection resistor 74 side, and the output of the AND element 73 is “H”. ". When the output of the AND element 73 becomes “H”, the transistor 75 is turned on, the photocoupler 76 is turned on, and a lamp voltage detection signal is output. While the photocoupler 76 is in the ON state, the photocoupler 76 outputs a lamp voltage detection signal to the microcomputer 10.
[0025]
The pulse lighting control circuit 68 is connected to the D / A conversion circuit 7, the switching circuit 62, and the current detection resistor 74, and receives a lamp current control signal (boost timing signal) input from the microcomputer 10 through the D / A conversion circuit 7. ), The pulse lighting operation of the light source lamp 2 is controlled. As the pulse lighting control circuit 68, for example, the + input terminal is connected to the voltage detection resistor 74, the − input terminal is connected to the output side of the D / A conversion circuit 7, and the output terminal is connected to the switching circuit 62. Can be used.
[0026]
When the lamp current control signal “H” is not input (when the lamp current control signal is “L” as shown in FIG. 4A), the pulse lighting control circuit 68 performs the switching operation of the switching circuit 62. Not involved. At this time, the switching circuit 62 performs a switching operation at the normal lighting timing shown in FIG. 4B, and the light source lamp 2 is lit (normally lit) as shown in FIG. 4C.
[0027]
When the lamp current control signal “H” shown in FIG. 5A is input in the normal lighting state, the pulse lighting control circuit 68 controls the switching operation of the switching circuit 62 in synchronization with the lamp current control signal “H”. That is, the ON time of the switching circuit 62 is extended only during the period when the lamp current control signal “H” is being input. As a result, the switching circuit 62 performs the switching operation at the pulse lighting timing shown in FIG. 5B, and as a result, the lamp current Ir increases and decreases as shown in FIG. I do.
[0028]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the voltage value (V) of the input lamp current control signal “H” and the lamp current value (A) obtained by the switching operation of the switching circuit 62 are respectively The pulse lighting control circuit 68 controls the switching operation of the switching circuit 62 so as to correspond to 1: 1. This switching control operation is continued while the light source lamp 2 is on.
[0029]
When the light source lamp 2 is turned off (when the lighting state signal “L” is input), the pulse lighting control circuit 68 releases the switching operation of the switching circuit 62. As a result, the switching circuit 62 continues the switching operation at the normal lighting timing shown in FIG.
[0030]
In the light source device 1 having the above-described overall configuration, when the lamp voltage detection signal is output from the voltage monitor 67 during the pulse lighting, the microcomputer 10 reduces the signal amplitude (maximum voltage value) of the lamp current control signal, and performs the pulse lighting. Through the control circuit 68, the maximum value of the lamp current Ir is reduced. When the lamp current Ir is reduced, the lamp voltage applied between the electrodes of the light source lamp 2 is reduced, and the pulse lighting of the light source lamp 2 is continued in a safe state without an overpower input to the light source lamp 2. It is possible.
[0031]
Specifically, when the lamp voltage detection signal is not output during the pulse lighting of the light source lamp 2 (lamp voltage Vr ≦ reference voltage Vref), the microcomputer 10 sets the maximum voltage value to 5 V and the minimum voltage at the first boost timing. A first lamp current control signal (FIG. 6) that switches to a value of 1 V is output, and when a lamp voltage detection signal is output (lamp voltage Vr> reference voltage Vref), a maximum voltage value of 3 V and a minimum voltage of the second boost timing are set. A second lamp current control signal (FIG. 7) that switches to a value of 1 V is output. As described above, in the present embodiment, the maximum voltage value and the minimum voltage value (V) of the lamp current control signal correspond to the maximum current value and the minimum current value (A) of the lamp current Ir on a 1: 1 basis. Therefore, when the maximum voltage value of the lamp current control signal is reduced, the maximum current value of the lamp current Ir also decreases accordingly. The maximum voltage value, the minimum voltage value, the frequency, and the like of the first and second lamp current control signals are preset fixed values, and these are stored in the memory of the microcomputer 10 as a data table.
[0032]
Next, a method of using the light source device 1 will be described with reference to FIG.
[0033]
First, the user turns on the power switch SWM (S1). Then, power supply is started from the power supply line V connected to the external AC power supply, the microcomputer 10 is started by receiving the constant voltage Vm from the AC / DC power supply 5, and the switching circuit 62 performs the switching operation at the normal lighting timing. To start. By this switching operation, a high-frequency AC voltage is generated on the secondary side of the insulating transformer 63. In the initial state from the start of the microcomputer 10 until the lamp switch SWL is turned on, the lamp lighting request signal, the lighting state signal, the lamp voltage detection signal, and the lamp current control signal are all “L”, The switch member SW of the lighting power supply circuit 6 is open.
[0034]
Next, the user turns on the lamp switch SWL (S3). Then, the microcomputer 10 switches the lamp lighting request signal from "L" to "H" (S5). The switch member SW is closed by the lamp lighting request signal "H", and the light source lamp 2 and the lamp lighting power supply circuit 6 are turned on. The connection is established, and the lamp lighting power supply circuit 6 is activated (S7). At the same time, the igniter activation circuit 66 of the lamp lighting power supply circuit 6 activates the igniter 65, and the activated igniter 65 generates a high-voltage pulse that causes dielectric breakdown between the discharge electrodes of the light source lamp 2, Applied to the side. Due to the application of the high voltage pulse, dielectric breakdown occurs between the discharge electrodes of the light source lamp 2, and a current (lamp current Ir) flows between the discharge electrodes of the light source lamp 2 from the insulating transformer 63 side, and normal lighting of the light source lamp 2 starts. It is started (S9).
[0035]
When the light source lamp 2 starts lighting, a part of the lamp current Ir flows through the lamp current detection resistor 74, and a lighting state signal “H” is output from the lamp current detection resistor 74 to the microcomputer 10 and the pulse lighting control circuit 68. (S11). Further, the temperature of the light source lamp 2 and its peripheral portion rises, and the lamp voltage Vr of the light source lamp 2 gradually rises with this temperature rise. During normal lighting of the light source lamp 2, the voltage monitor 67 constantly detects the discharge electrode voltage Vr of the light source lamp 2 as the lamp voltage Vr ', and determines whether the detected lamp voltage Vr' and the light source lamp 2 reach the lamp life. Is compared with a reference voltage Vref (S13). This reference voltage Vref is higher than the rated voltage value of the light source lamp 2 and lower than a reference voltage value that can be regarded as lamp life (a voltage value that is higher than the rated voltage of the light source lamp 2 by a predetermined ratio). It corresponds to (1 / N) times the value (N; real number, N> 0).
[0036]
If the lamp voltage Vr ′ detected by the voltage monitor 67 exceeds the reference voltage Vref (S13; N), the output of the AND element 73 becomes “H”, and the transistor 75 and the photocoupler 76 are turned on. A lamp voltage detection signal is output from the photocoupler 76 to the microcomputer 10 (S43). The microcomputer 10 detects that the lamp voltage detection signal has been input (S45), and switches the lamp lighting request signal from "H" to "L" (S27). When the lamp lighting request signal becomes "L", the switch member SW is opened to open the space between the light source lamp 2 and the lamp lighting power supply circuit 6, and the discharge of the light source lamp 2 is stopped (S29). That is, the light source lamp 2 is turned off. As a result, the lamp current Ir stops flowing through the lamp current detection resistor 74, and the lighting state signal also switches from “H” to “L”.
[0037]
On the other hand, if the lamp voltage Vr 'detected by the voltage monitor 67 is equal to or lower than the reference voltage Vref (S13; Y), the photocoupler 76 is turned off and no lamp voltage detection signal is output (S15). The microcomputer 10 detects that the lamp voltage detection signal has not been input (S17), and outputs a first lamp current control signal (S19). The first lamp current control signal is converted into an analog signal by the D / A conversion circuit 7, and then output to the pulse lighting control circuit 68 of the lamp lighting power supply circuit 6.
[0038]
When the first lamp current control signal is further input while the lighting state signal “H” is being input, the pulse lighting control circuit 68 switches the switching circuit 62 at the pulse lighting timing synchronized with the first lamp current control signal. Perform switching operation. With this switching operation, the lamp current Ir increases and decreases, and the lighting state of the light source lamp 2 switches from normal lighting to pulse lighting (S21). In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the maximum voltage value and the minimum voltage value of the first lamp current control signal are set to 5 V and 1 V, respectively, and the switching circuit is synchronized with the first lamp current control signal. When the switching operation of the lamp 62 is performed, the lamp current Ir of 5 A and 1 A is controlled to flow corresponding to the maximum voltage value 5 V and the minimum voltage value 1 V, respectively.
[0039]
During pulse lighting, a large current equal to or higher than the rated current of the light source lamp 2 flows between the discharge electrodes of the light source lamp 2, so that the discharge electrodes are easily deteriorated, and the lamp voltage applied between the discharge electrodes is easily increased due to the electrode deterioration. There is a tendency. Even during this pulse lighting, the voltage monitor 67 detects the lamp voltage Vr ′ of the light source lamp 2 and compares the lamp voltage Vr ′ with the reference voltage Vref (S23).
[0040]
During the pulse lighting control, if the lamp voltage Vr 'detected by the voltage monitor 67 is equal to or lower than the reference voltage Vref (S23; Y), until the lamp switch SWL is turned off, based on the first lamp current control signal. The pulse lighting of the light source lamp 2 is continued (S25; N).
[0041]
After turning on the light source lamp 2 for a desired time, the user turns off the lamp switch SWL. When the lamp switch SWL is turned off (S25; Y), the microcomputer 10 switches the lamp lighting request signal from "H" to "L" (S27), and the light source lamp 2 is turned off (S29). When the light source lamp 2 is turned off, the lighting state signal switches from “H” to “L”. Thus, the pulse lighting control circuit 68 releases the switching operation of the switching circuit 62, and the switching circuit 62 continues the switching operation at the normal lighting timing.
[0042]
On the other hand, if the lamp voltage Vr ′ detected by the voltage monitor 67 during the pulse lighting control exceeds the reference voltage Vref (S23; N), the photocoupler 76 turns on and outputs a lamp voltage detection signal (S31). The microcomputer 10 detects that the lamp voltage detection signal has been input (S33), and outputs a second lamp current control signal having a smaller signal amplitude (maximum voltage value) than the first lamp current control signal (S35). The second lamp current control signal is converted into an analog signal by the D / A conversion circuit 7, and then output to the pulse lighting control circuit 68 of the lamp lighting power supply circuit 6. When the second lamp current control signal is further input while the lighting state signal “H” is being input, the pulse lighting control circuit 68 switches the switching circuit 62 at the pulse lighting timing synchronized with the second lamp current control signal. By performing a switching operation, the maximum value of the lamp current Ir input to the light source lamp 2 is reduced from the time of the first pulse lighting control (S21), and the light source lamp 2 is pulse-lit (S37).
[0043]
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the maximum voltage value and the minimum voltage value of the second lamp current control signal are set to 3 V and 1 V, respectively, and the switching circuit is synchronized with the second lamp current control signal. When the switching operation of the switch 62 is performed, the lamp current Ir of 3 A and 1 A is controlled to flow corresponding to the maximum voltage value 3 V and the minimum voltage value 1 V, respectively. Thus, the maximum value 3A of the lamp current Ir flowing during the second pulse lighting control (S37) is set smaller than the maximum value 5A of the lamp current flowing during the first pulse lighting control (S21). Therefore, when the first pulse lighting control is switched to the second pulse lighting control (S23; N, S31 to S37), the maximum value of the lamp current Ir input to the light source lamp 2 decreases, and as a result, the light source lamp 2 , The pulse voltage of the light source lamp 2 can be continued in a stable state.
[0044]
Even during the second pulse lighting control, the voltage monitor 67 detects the lamp voltage Vr ′ of the light source lamp 2 and compares the detected lamp voltage Vr ′ with the reference voltage Vref (S39). At this time, if the lamp voltage Vr 'of the light source lamp 2 has reached the reference voltage Vref again (S39; N), a lamp voltage detection signal is output from the photocoupler 76 (S43). This lamp voltage detection signal is detected by the microcomputer 10 (S45), and the microcomputer 10 switches the lamp lighting request signal from "H" to "L" (S27), and turns off the light source lamp 2 (S29). On the other hand, if the lamp voltage Vr ′ of the light source lamp 2 is equal to or lower than the reference voltage Vref (S39; Y), the light source lamp 2 is pulsed based on the second lamp current control signal until the lamp switch SWL is turned off. Control is continued (S41; N). After turning on the light source lamp 2 for a desired time, the user turns off the lamp switch SWL. When the lamp switch SWL is turned off (S25; Y), the microcomputer 10 switches the lamp lighting request signal from "H" to "L" (S27), and turns off the light source lamp 2 (S29).
[0045]
As described above, in the present embodiment, if the lamp voltage Vr ′ of the light source lamp 2 exceeds the reference voltage Vref during the first pulse lighting control (before the lamp voltage Vr ′ reaches the life voltage), the microcomputer 10 starts the first pulse lighting control. Since a second lamp current control signal having a smaller signal amplitude (maximum voltage value) than the lamp current control signal is output and the maximum value of the lamp current Ir is reduced via the pulse lighting control circuit 68, the lamp voltage of the light source lamp 2 is reduced. Is reduced, and the pulse lighting of the light source lamp 2 can be continued in a safe state without an overpower input to the light source lamp 2. If the pulse current of the light source lamp 2 is continued by reducing the lamp current Ir in this way, the lamp life of the light source lamp 2 is extended as compared with the case where the pulse lighting is executed without reducing the lamp current Ir, and the pulse lighting is performed. Thus, the situation in which the light source lamp 2 does not light up is reduced. Further, when the lamp current Ir decreases, the load on the electrodes of the light source lamp 2 is reduced, so that electrode deterioration due to pulse lighting is suppressed, and the lamp life of the light source lamp 2 can be extended.
[0046]
In the present embodiment, the light source lamp 2 is turned off when the lamp voltage Vr ′ exceeds the reference voltage during the second pulse lighting control. However, the lamp current control having a smaller signal amplitude than the second lamp current control signal is performed. It is also possible to output a signal to continue the pulse lighting of the light source lamp 2. That is, each time the lamp voltage Vr ′ exceeds the reference voltage, the signal amplitude of the lamp current control signal is reduced stepwise to reduce the lamp current Ir, and finally the light source lamp 2 is turned off. May be. It is desirable that the microcomputer 10 include these lamp current control signals as a data table of the boost timing and signal amplitude (maximum voltage value, minimum voltage value).
[0047]
【The invention's effect】
According to the light source device of the present invention, when the lamp voltage of the light source lamp exceeds a preset reference voltage, the lamp current input to the light source lamp is reduced to continue the pulse lighting of the light source lamp. Of the light source lamp can be effectively extended, and the light source lamp can be stably turned on without overpower input to the light source lamp. Further, since the lamp current is reduced, the load on the electrodes of the light source lamp is reduced, and the shortening of the life of the light source lamp due to the deterioration of the electrodes can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a light source device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the light source lamp shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of a lamp lighting power supply circuit shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a timing chart in a case where the light source lamp is normally turned on, and shows (a) a lamp current control signal, (b) a switching operation of a switching circuit, and (c) a light amount (lamp current) of the light source lamp. ing.
FIG. 5 is a timing chart in a case where the light source lamp is pulse-lit, and shows (a) a lamp current control signal, (b) a switching operation of a switching circuit, and (c) a light amount (lamp current) of the light source lamp. ing.
FIG. 6 is a timing chart showing a relationship between a first lamp current control signal and a lamp current.
FIG. 7 is a timing chart showing a relationship between a second lamp current control signal and a lamp current.
8 is a flowchart illustrating a flow of a lighting operation of the light source device illustrated in FIG.
[Explanation of symbols]
1 light source device
2 Light source lamp
5 AC / DC power supply
6. Power supply circuit for lamp lighting
7 D / A conversion circuit
10 Microcomputer (first control means)
61 Rectifier smoothing circuit
62 Switching circuit
63 Insulation transformer
65 Igniter
66 Igniter start circuit
67 Voltage monitor
68 pulse lighting control circuit (second control means)
70 voltage divider
71 Comparator
72 Reference power supply
73 AND element
74 Lamp current detection resistor
75 transistors
76 Photocoupler

Claims

A light source lamp,
Lighting control means for turning on and off the light source lamp;
Voltage detecting means for detecting a lamp voltage of the light source lamp,
When the lamp voltage detected by the voltage detecting means exceeds a predetermined specified voltage, the lighting control means reduces the current input to the light source lamp to continue lighting the light source lamp. Light source device.

2. The light source device according to claim 1, wherein the lighting control unit outputs a lamp current control signal that determines a boost timing of the light source lamp, and the light source according to a magnitude of the input lamp current control signal. A second control means for increasing / decreasing an input current to the lamp and pulsingly lighting the light source lamp, wherein the lamp controller detects the lamp voltage detected by the voltage detection means to reach the specified voltage. A light source device for reducing the magnitude of a lamp current control signal to be output.

3. The light source device according to claim 2, further comprising: a switching power supply unit that generates an input current to the light source lamp by a switching operation, wherein the second control unit performs a switching operation of the switching power supply unit in synchronization with the current control signal. A light source device for increasing or decreasing the input current to the light source lamp.

4. The light source device according to claim 1, wherein the specified voltage is set higher than a rated voltage of the light source lamp and lower than a lifetime voltage of the light source lamp. 5.